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小林 則幸; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; et al.
AIP Conference Proceedings 933, p.413 - 416, 2007/10
2001年工学設計活動終了以降、電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計は、物理的理解の進みや取り合い条件変更に従い、変化してきた。定格20MWの高周波電力を4台の上部ランチャー又は1台の水平ランチャーにより入射する。どちらのランチャーも、高周波ビームの広い入射角度変化が必要なため、ランチャー先端近くに回転ミラーを置く方式を用いる。高周波ビームの変調と3極が供給する170GHzジャイロトロンに対応する自由度を考慮し、IGBTによるパルスステップモジュレータで構成した直流高圧電源を使用の予定である。ジャイロトロンからの高周波は直径63.5mmのコルゲート導波管でランチャーまで伝送し、上部ランチャーと水平ランチャーとの間で導波管スイッチにより伝送方向を切り替える。加熱電流駆動装置には、3台の127.5GHzジャイロトロンと専用直流高圧電源から成り、初期電離を補助するスタートアップ装置がある。水平ランチャーからスタートアップ用高周波を入射するため、3台の170GHzジャイロトロンと伝送系を共用する。信頼性のあるITER用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置を確立するため、大電力長パルスに耐える機器の研究開発を行っている。
諫山 明彦; 鈴木 隆博; 林 伸彦; 井手 俊介; 濱松 清隆; 藤田 隆明; 細山 博己; 鎌田 裕; 長崎 百伸*; 大山 直幸; et al.
AIP Conference Proceedings 933, p.229 - 236, 2007/10
電流分布及び不安定性を制御することは、高ベータプラズマを維持するうえで重要である。JT-60Uでは、2GHz帯の低域混成波(LH)入射装置を用いた実時間電流分布制御、及び110GHz電子サイクロトロン波(EC)入射装置を用いた新古典テアリング不安定性(NTM)の安定化を行った。実時間電流分布制御においては、モーショナル・シュタルク計測により実時間で安全係数を測定し、LH波を最適なパワーで入射するシステムを開発した。その結果、LH波入射により安全係数の極小値を指令値通りに制御することに成功した。NTM安定化に関しては、EC電流駆動によりのNTMの安定化を行った(, はそれぞれポロイダルモード数、及びトロイダルモード数)。特に、ECCD位置の違いによる安定化効果及び不安定化効果を実験的に明らかにした。また、TOPICSコードを用いてNTMの時間発展のシミュレーションを行った結果、実験において観測されたNTMの安定化及び不安定化が再現されることを明らかにした。また、TOPICSコードを用いてJT-60SAにおけるNTM安定化のシミュレーションを行った。シミュレーションにおいて必要となる未定乗数はJT-60UのNTM実験により得られたものを用いた。その結果、EC波入射角度を最適化すると、空間的に非常に局在化した電流駆動が得られ低いEC波パワーでNTMが安定化できることが明らかになった。
春日井 敦; 高橋 幸司; 梶原 健; 小林 則幸; 坂本 慶司
no journal, ,
原子力機構では、高周波を用いたITER用プラズマ加熱装置ジャイロトロンの研究開発を進めている。これまでに高周波回路,電子銃,制御方式の改良等を行ったジャイロトロンを製作し、長パルス実験を重ねてきた。その結果、出力0.6MW,総合効率46%,動作時間1時間(3600秒)の大電力定常動作の実証に成功した。また、長パルス動作時のジャイロトロンの発振特性を明らかにし、長パルス動作過程で電子ビームのピッチファクター,空胴磁場強度を制御することで、ジャイロトロンの運転領域を高効率領域まで引き上げ、出力0.82MWで56%の高効率動作を600秒(10分)以上動作させることに成功した。この先進的な運転モードにおいてビーム電流を38Aまで増加させることで、170GHzジャイロトロンにおいて1MWの出力を達成した。発振は約110秒間持続し、1MWを越えたパルス幅は約800秒であった。この成果はITERにおけるジャイロトロンの性能目標値1MW/400秒を大きく上回るものであり、ITER用ジャイロトロンの開発目標を達成したことを示すものである。